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Eletrônica Digital XXXIII

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Tópicos: Ciclos Simplificados de Leitura e Escrita na DRAM | Evolução das Memórias DRAM |


1) Ciclos Simplificados de Leitura e Escrita na DRAM

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Como em todos os circuitos reais, as operações de leitura e escrita em uma DRAM não são instantâneas. Atrasos ocorrem por causa dos tempos de resposta dos circuitos. Além disso, durante os intervalos de restauração (refresh), dados não podem ser lidos ou escritos nas células. Pode-se assim dizer que as memórias apresentam ciclos de leitura e escrita.


Fig 1-I

Considera-se um memória no padrão usual de pinos comuns para endereços de linhas e de colunas, que são definidos pelas entradas RAS (seleção de linha) e CAS (seleção de coluna), similar ao Exemplo 1 da página anterior.

Obs: nos circuitos práticos, as entradas de controle são complementos RAS, CAS, etc. Isso significa que nível baixo ativa a função.

Em (a) da Figura 1-I tem-se o ciclo de leitura de dados em uma célula. Nota-se que a entrada WE permanece em nível alto, significando operação de leitura.

Em (b) da mesma figura, tem-se o ciclo de leitura. A entrada WE fica ativa (nível baixo) durante o intervalo necessário para a escrita dos dados.


2) Evolução das Memórias DRAM

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Embora o princípio básico permaneça o mesmo, as memórias dinâmicas atuais são muitas vezes mais rápidas do que as primeiras. Este tópico procura dar algumas informações resumidas da evolução da tecnologia sem detalhes mais profundos, que poderão ser apresentados em futuras atualizações.

O primeiro tipo usado era denominado (em inglês) Page Mode DRAM. O desempenho deixava a desejar, porque, para cada bit lido ou escrito, era necessário o envio do endereço de linha e de coluna.

O tipo Fast Page Mode DRAM era  mais rápido porque, para sequências de bits na mesma linha, não era necessária a repetição do endereço da linha.

O tipo Extended Data Out DRAM (EDO DRAM) trouxe um avanço ao permitir que um novo ciclo se iniciasse antes do término do anterior, isto é, alguma superposição de operações. O Burst Extended Data Out DRAM (BEDO DRAM) foi um aprimoramento do EDO, mas de vida curta. O termo burst (estourar, jorrar em inglês) indica que uma sequência de dados é lida com indicação de apenas um endereço (o inicial).

Esses tipos operavam de forma assíncrona, porque os ciclos de leitura ou escrita eram independentes dos ciclos da máquina. Isso limitava a performance, pois o processador precisava esperar o término de um ciclo de memória para executar outras instruções.

As memórias atuais operam de forma síncrona. São denominadas SDRAM (do inglês Synchronous DRAM). As transições dos ciclos de memória coincidem com as transições dos ciclos da máquina. Portanto, o processador pode executar outras instruções durante a leitura ou escrita e o desempenho é sensivelmente incrementado. Se mais de um circuito de memória é usado, um deles pode transferir dados enquanto outros estão em processo de leitura ou escrita. Também têm a capacidade de burst, similar às do tipo BEDO.

As memórias SDRAM são especificadas de acordo com a frequência com que podem operar: PC66 (66MHz), PC100 (100MHz), PC133 (133MHz). As taxas de transferência são respectivamente 528, 800 e 1064 MBps (mega bit por segundo).

Na maioria dos circuitos lógicos, as operações ocorrem nas transições de 1 para 0 dos pulsos de controle (clock). Ver exemplo na página Eletrônica Digital XIII (flip-flops). As memórias DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) são similares às anteriores, mas permitem que os ciclos se iniciem em ambas as transições, o que efetivamente dobra a taxa de transferência de dados. São o padrão atual das memórias principais dos microcomputadores.

O tipo RAMBUS DRAM é também uma tecnologia atual. Usa o mesmo princípio do Double Data Rate, mas com um barramento de transferência de dados de 16 e não 64 bits e uma frequência de operação bastante superior. O custo ainda é alto, mas é possível que se torne um padrão no futuro.

Obs: os tipos aqui mencionados se referem aos modos de operação. Na linguagem do dia-a-dia da informática, são comuns referências aos tipos físicos de encaixe/conexão das placas (ou módulos) de memória (SIMM - Single In Line Memory Module, DIMM - Dual In Line Memory Module, etc). As memórias EDO usam o padrão SIMM e as SDRAM, o padrão DIMM.
Referências
Brophy, James J. Basic Electronics for Scientists. USA: McGraw-Hill, 1977.
U. S. Navy. Basic Electronics. Hemus, 1976.

Topo | Rev: Dez/2007